[00384970]皖北矿区地质环境监测、评价、控制及治理研究与应用

1、项目所属科学技术领域:本项目属地球空间信息科学、矿区资源开发、矿山开采沉陷控制、生态环境保护及其应用领域，涉及地球空间信息技术、采矿工程、矿山测量、安全工程、地质灾害、环境科学等多学科知识和技术，具有综合性、探索性与多学科交叉等特点。2、项目主要技术内容及特点：项目针对皖北矿区矿山地质环境问题，系统研究并构建了矿区地质环境监测、评价、控制及治理的一体化、成套的理论、方法和技术体系。主要内容如下：（1）提出了一种GPS广域差分和卫星InSAR技术集成的点线面结合的矿区地表形变监测方法，在数据处理中采用附加粗差剔除的遗传算法求取地表沉陷预计参数，确保了皖北矿区地表沉陷变形测量的精度和可靠性。（2）提出了开采沉陷知识辅助的基于无人机低空航摄的矿山采动灾（损）害二、三维信息的精细识别和定量提取技术；发展了一种基于尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transformation，SIFT）和局部单应约束的多源遥感影像高精度自动配准方法，提高了矿山地质环境要素信息提取的精度和效率。（3）提出了基于累积效应分析的矿山地质环境评价理论与方法，揭示了皖北矿区井工开采对矿山水土等地质环境要素影像的累积和演变机理。（4）建立了多煤层条带开采地表移动参数与层间距、采厚、岩性、采宽、采深的函数式和综合表达式；构建了多煤层条带开采上下煤柱稳定性评价方法及条带设计理论，为多煤层条带开采设计提供了基础，完善了现有的多煤层条带开采设计理论体系。（5）开展了大规模的采煤沉陷地土地复垦、综合治理和生态重建的研究和试验工作，解决了矿区潜水位高、开采煤层数多、沉陷区易积水、生态环境破坏严重的问题；构建了皖北矿区沉陷区回填建抗变形建筑技术，解决了矿区多煤层开采、沉陷区积水、搬迁村庄村址难选的矛盾。3、知识产权及技术经济指标：项目获授权发明专利1项，实用新型专利5项，计算机软件著作权2项；项目发表学术论文44篇，其中SCI、EI检索24篇，著作2部。项目论文被列为2010年中国科协第6次科技期刊与新闻媒体见面会首篇重点推荐论文，受到广泛关注。项目成果在矿山地质环境监测、评价、控制及治理的理论、方法和技术体系等方面达到“国际领先”水平。4、应用推广及经济社会效益情况：项目研究成果在皖北矿区得到了深度推广应用，共涉及10多个煤矿。应用本研究成果，使皖北矿区煤炭资源及共伴生资源的回收率明显提高；煤矸石、粉煤灰、矿井水等资源综合利用程度不断提高；矿山地质环境得到了及时有效的治理，在提高企业经济效益的同时，减轻了矿区生态环境的影响。近3年来（2011～2013），本项目成果使皖北煤电集团公司新增利税34825万元，通过加强资源综合利用、地质环境治理，以及减少污水、固废排放等为公司增收节支41756万元，产生经济效益逾7亿元。本研究的出发点就是为了立体协调综合开发煤炭资源，谋求煤炭资源开发与矿区环境、社会的协调发展。因此，研究成果的应用在取得显著经济效益的同时，还取得了良好的社会效益和环境效益。